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蟾蜍有顆無菌的腦袋

陸子鈞
・2011/04/14 ・268字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 433 ・四年級

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握著蟾蜍不會讓你長瘤,事實上,或許還能清潔你的手。過去科學家已經發現火腹蟾蜍(fire-bellied toads)的皮膚,具有多種抗菌蛋白或肽鏈。現在,科學家在兩棲類的腦裡,也發現大量可以殺死細菌的物質。藉由遺傳及質譜方法,分析陸棲蟾蜍的腦,找到79種不同的抗菌多肽鏈,這是已知在動物中最多的例子。當科學家拿這些多肽鏈對細菌、病毒及真菌測試,部分多肽鏈表現很強的毒殺性。這或許能保護蟾蜍,不讓病原體穿過血腦屏障(blood-brain barrier)。不過,目前沒有任何開發蟾蜍腦洗手乳的消息。

資料來源:ScienceShot: Toads Keep Their Brains Germ-Free [13 April 2011]

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陸子鈞
295 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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來匆匆、去匆匆!虎鯨橫跨大海的「換膚旅行」
Lea Tang
・2020/05/14 ・1283字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 546 ・八年級

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鯨的季節性遷移除了育兒外,可能還有「換膚」一途。

鯨類的季節性遷徒

鬚鯨及齒鯨季節性遷移的原因,向來是科學家們想要解開的謎團之一。牠們每年往返於極地水域的攝食場(feeding ground)及赤道地區的育幼場(breeding ground),距離極遠。以鬚鯨亞目底下的座頭鯨為例,來回的移動距離可達 18,840 公里。

座頭鯨的遷徒路線,粉色區域為育幼場,藍色區域為攝食場,橘色線條為移動路線。圖/offthemap.travel

過去,學者認為鯨類遷徒的主因是育幼——新生幼鯨的皮膚尚不能抵禦極區的嚴寒環境,牠們會在溫暖的熱帶海域生產,待小鯨魚發育完全,再返回食物量充足的極地。然而在極地虎鯨的長途遷移中,部分鯨魚並未出現生產或育幼的行為,往返時間更是僅花費了短短 42 天(通常為數個月)。

這顯然與學界長久以來「冷冷食有飽,熱熱較好生」(feed-in-the cold, breed-in-the-warmth) 的假說相悖。

對此,海洋生態學者羅伯特.皮特曼(Robert Pitman)提供了新的看法。

來去溫暖海水「去角質」?

研究團隊在南極水域的四種虎鯨身上放了 62 個衛星標籤、持續追蹤八個夏季後,注意到在這 9,400 公里的長距離遷徒(由南極到南大西洋西部)中,虎鯨的「膚質」有了頗大的變化。虎鯨在南極時身上通常覆有黃色的矽藻薄膜,而在其它地點的鯨身卻很乾淨。

在南極時,虎鯨身上常覆有黃色矽藻薄膜。圖/sciencemag.org

人類去角質,鯨魚當然也要換膚。事實上,鯨魚和人類一樣會持續性地代謝表皮細胞,但寒冷的極圈環境不利於鯨類蛻皮。皮特曼認為,這可能和虎鯨為了在極冷環境下生存所發展出來的特殊機制——透過減少流向外層皮膚的血液量來維持體溫——有關。若虎鯨流向皮膚的血液變少,牠的體溫便會降低,造成皮膚細胞減少或停止增值、防止脫落。

無法正常生長與代謝的皮膚促成矽藻堆積,然後變得越來越厚。

蛻蛻皮,抗抗菌!

就像我們角質堆積會讓膚色黯沉,厚厚的微矽藻堆積在鯨魚皮膚表面,不僅會讓皮膚變黃,還會孳生有害細菌,對健康產生危害。於是乎,定期的「去角質」對鯨魚來說可就非常重要了。要想恢復原本光滑透亮的皮膚,虎鯨們只好動身前往溫暖的中低緯度海域,來場舒舒服服的換膚之旅。

在南極拍攝到的虎鯨寶寶,照片中的皮膚狀況可能與牠們在冰冷環境中無法正常蛻皮有關。圖/R. Pitman

2012 年曾有學者提出,為了在南極寒冷的海水中保存熱量,虎鯨會將血液從皮膚中轉移出來,降低皮膚細胞的再生率;而當回到溫暖水域,提升的新陳代謝就能促成蛻皮。

皮特曼的研究結果似乎和此不謀而合,但要進一步擴大解釋為「所有鯨魚的遷徙都是為了蛻皮」,又為時過早。目前只能證實蛻皮對鯨魚的重要性,而非蛻皮與遷徙的絕對關連——畢竟不同種類的鯨魚可都有著不同的生物習性呢。

參考資料

Lea Tang
20 篇文章 ・ 8 位粉絲
徜徉在極北之海的浪漫主義者。 喜歡鯨豚、地科、文學和貓。

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你的甜蜜,狗狗的毒藥:無糖口香糖的木糖醇為何會讓狗狗中毒?
Katja
・2019/08/15 ・2680字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 481 ・五年級

駱駝表示牠很無辜/影片來源:Youtube

「Xylitol?曬駱駝~~~~全新的 Extra 含更多 Xylitol 木糖醇,能中和口中酸性,有益牙齒健康……」相信很多人是因為這些朗朗上口的廣告,才認識木糖醇這種蔗糖代替物吧。商人總是把它的形象跟健康清新的口氣以及美味、歡樂綁在一起。

那麼,好東西不藏私,這麼有益健康又好吃的零嘴,怎麼可以只有人類享用呢?當然也要分給我們最疼愛的狗寶貝呀,大家來嘗鮮嘛……。

然後,狗狗就死掉了。

ㄟㄟㄟㄟ等等?!發生什麼事了QQ這個結局的方向好像不太對啊?!故事,當然要從木糖醇開始談起。

木糖醇是什麼?

 

我們的糖份供應主要仰賴蔗糖/圖片來源:Wikipedia

木糖醇是一種蔗糖替代品,可以從玉米、覆盆子或是白樺樹中提取出來。早在幾個世紀以前,中國人還有美國原住民,就已經將木糖醇當作一般的調味料來使用了。在歐洲的發展相對比較晚,直到 1891 年,德國科學家埃米爾.赫曼.費雪 (Emil Herman Fischer) 才成功的從白樺樹中提取出木糖醇,可惜當時因為民生所需的糖類,多半仰賴蔗糖供應,而且木糖醇萃取技術也還不夠成熟,所以這件事很快就被大家忘了。

直到二戰開打,戰火波及到很多砂糖生產線,造成一時之間砂糖供應不敷民生所需,為了解決問題,科學家才再次想起了木糖醇,經過一番努力,終於想出了讓萃取技術更加穩定的方法,使木糖醇有機會量產。可惜隨著戰爭結束、蔗糖場運作恢復正常,大家又再次遺忘了木糖醇(邊緣人哭哭)。

題外話:不覺得白樺樹皮上有很多顆正在瞪人的眼睛嗎?/圖片來源:Unsplash

到了 1960 年代,木糖醇翻身的機會終於來了(灑花花***)!科學家發現,木糖醇除了跟砂糖一樣可以提供甜度,熱量卻只有砂糖的 60%,這可是許多糖尿病還有肥胖患者的福音啊!但考量到蔗糖生產的成本真的比較低,所以市面上販售的糖類,還是以砂糖為大宗。

但後來歐洲的學者注意到一件不可思議的事:那些在戰爭年代生長、吃木糖醇長大的小孩,牙齒好像整體來說比較健康?經過一番研究以後,芬蘭的團隊終於在 1970 年代發現,木糖醇會抑制口中細菌,讓它們難以黏附在牙齒上,還可刺激唾液分泌、維持口腔清潔,所以原來木糖醇除了甜甜好吃以外,還有抗菌作用啊!

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許多甜食都含有木糖醇,尤其是口香糖、泡泡糖還有薄荷糖等等。圖片來源/Unsplash

在這些重大發現之後,許多人開始相信,跟砂糖比起來,木糖醇真的是好一點的選擇。現在許多廠商會在這麼多種類的商品當中添加木糖醇,從大家想得到的零食,如:口香糖、薄荷糖、花生醬、奶油與烘焙產品,到保健產品,像是:牙膏、漱口水、維他命甚至是感冒糖漿等,即便包裝擺明寫了「無糖」兩個大字,實際上也可能含有木糖醇喔。

木糖醇為什麼會傷害狗狗?

狗狗對人類的食物充滿好奇。圖片說明/Unsplash

要解釋木糖醇為什麼造成狗狗中毒,我們需要稍微回過來看看動物體內的「血糖」是如何維持恆定的。

人類與狗狗都需要靠胰島素 (Insulin) 還有升糖素 (Glucagon) 來維持體內血糖恆定。升糖素能夠刺激肝臟釋出肝糖、抑制身體利用葡萄糖並且讓血糖升高;胰島素的作用完全相反,它會刺激肝臟跟肌肉細胞將血液中的葡萄糖轉化成可被身體各部位吸收利用的糖原 (Glycogen),讓血糖下降,這兩個激素會互相保持平衡。

狗狗吃下木糖醇以後,狗狗的身體會將進到血液中的木糖醇誤認為是葡萄糖,身體大量分泌胰島素以降低血糖,但實際上只把體內原有的血糖一掃而空,引發俗稱低血糖 (Hypoglycemia) 的症狀。血糖對人類與狗狗的腦來說,都是非常重要的養分來源,所以木糖醇中毒的狗狗跟低血糖忽然發作的人類一樣,輕者會出現恍神、頭昏眼花、四肢無力、疲勞與焦慮等症狀;重者則可能抽搐、昏迷、肝衰竭,甚至死亡,都是不能小看的問題啊。

人體在代謝葡萄糖的過程中,本來就會產生少許的木糖醇了,而且木糖醇在人體的吸收與代謝不太需要胰島素參與,所以木糖醇並不會刺激人體過量分泌胰島素。但必須留意的是,木糖醇雖說有抑制細菌的功能,但本身並沒有降血糖或治療蛀牙的功效,所以還是不建議大家過量食用,免得造成身體負擔。人類腸胃的木糖醇吸收率其實不怎麼好,所以攝取過量很容易造成腹瀉。

木糖醇恐導致犬隻低血糖發作。/影片來源:Youtube

如果狗狗不小心吃到木糖醇,該怎麼處理?

通常來說,如果狗狗意識清醒,醫生會做的第一件事就是催吐,讓牠們把毒物吐出來,然後再定期測量狗狗血糖,直到血糖恢復正常才能出院。提醒大家,如果懷疑狗狗木糖醇中毒,請把握送醫時間,而且最好同時把食物的包裝帶去診所,方便醫生判斷。不要試圖強迫狗兒吃下自己調配出來的催吐偏方,這麼做不只會造成不必要的痛苦,更是浪費了寶貴的急救時間,請大家不要用自家寶貝的生命安全做實驗啊。

毛主子要是中毒了,奴才們的心與荷包也會跟著受傷啊/圖片來源:Unsplash

說到這裡,想必也有貓奴擔心,木糖醇會不會損害貓皇的健康?答案是:不確定。由於目前沒有接獲貓咪的木糖醇中毒案例,所以研究人員暫時無辦法保證,木糖醇到底會不會傷及貓皇嬌貴的龍體,只好提醒各位以下幾點:

  1. 不要亂餵不確定的成分或食品。
  2. 養成好習慣,把含有木糖醇的產品放置在寵物不會接觸到的地方。
  3. 別用人類的牙膏或漱口水替寵物潔牙,請買寵物專用的。

延伸閱讀

  1. Renee D. Schmid & Lynn R. Hovda1., Acute Hepatic Failure in a Dog after Xylitol Ingestion., Toxicology Observation., 2016
  2. This Common Sugar Substitute Can Be Deadly for Dogs, FDA Warns
  3. Paws Off Xylitol; It’s Dangerous for Dogs
  4. 不只巧克力有毒,FDA呼籲飼主注意木糖醇食品
  5. The history of Xylitol in Finland.
  6. The history of Xylitol.

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你是國中生或家有國中生或正在教國中生?
科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。來科學生陪你一起唸科學!

Katja
9 篇文章 ・ 2 位粉絲
本來就讀輔大德語系,但是不小心掉入「臨床心理所」以及「科普寫作」這兩個大坑 (??? 所以現在最熱愛的事情就是,慢慢地用文字,把自己想要推廣的知識記錄下來,分享給大家~~~

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頭小身體大,那些超可愛的古生物!——《真實尺寸的古生物圖鑑》
PanSci_96
・2019/07/10 ・2740字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 515 ・六年級

編按:本文摘選自《真實尺寸的古生物圖鑑》,這是一本想要呈現「真實感」的圖鑑,除了數字外,更直接將不復存在的古生物放進現代風景中。需要注意的是,本書採用的是「代表性的尺寸」,在取景時拿掉水棲、陸棲的各種制約,嚴格來說不能算是「尺寸」資料,充其量只能說是讓讀者簡單輕鬆地「感受」大小。如果想知道更多關於本書的編纂資訊,詳細內容在文末喔。

會游泳還是不會游?這是個問題

「早上來個早安滑吧!」爸爸媽媽帶著女兒一行三人拿著滑雪板一路往上爬,迎接他們的是溫暖和煦的朝陽,乾冷無風的氣候,真是個滑雪的好日子。

「爸爸,這個是什麼啊?」經女兒這麼一問,父親才發現到,自己把一隻奇特的生物連同滑雪板一起帶出來了。

牢牢黏在滑雪板上的動物是崇高霍爾鱟 (Hallipterus excelsior), 屬於海蠍類。之前的文章中,已經介紹過海蠍類,但是看來有漏網之鱟,莫非「板」就是個如意門,因而讓牠穿越到「冰雪世界」來了。

根據「紀錄」,霍爾鱟是生存於泥盆紀的海蠍類,體長約 1m 左右,算是大型種。其出現時間晚於「海蠍類全盛時期」。當時的海洋世界,有頷的魚類逐漸大型化,海蠍類的生態霸主地位,急速消退。

霍爾鱟相較先前介紹的其他海蠍類,有幾個差異之處。牠不像混足鱟有著可以捕食獵物的附肢,也不像大眼銳肢鱟和角翼肢鱟,有著前端寬扁的附肢適合游泳,所以究竟會不會游泳,仍是個謎。

體長兩公尺,史上最強兩棲類

美術館內有個以「古生代」為主題的展覽室,裡面展示的畫作都是描繪 3 億年前,存活於當時世界的古生代生物。坐在展覽室中央的沙發上,看著圖畫,遙想悠久的歷史,不禁有一絲悵然。以古生代生物為主題的本書業已接近尾聲,之後要介紹什麼動植物好呢?

正沉浸於感慨之際,有個動物緩緩的爬了過來,身體沉甸甸的,非常有分量。牠是生活在古生代末期美國的兩棲類動物,名叫作大頭引螈 (Eryopsmegacephalus)。

引螈不單只是「大型兩棲類」而已。牠的嘴裡有尖銳的牙齒,還有張開幅度很大的下巴,完全是肉食性動物的特徵。從這方面來看,可以算是「史上最強兩棲類」。

古生代末期的水底世界,引螈在生態系中屬於「支配者」。當時在內陸擴張「勢力」的單孔類大型肉食動物,應該也會互相競爭看誰是生態系最頂層吧。

展覽室裡掛著古生代各個時代「最強種」的畫像。引螈看了大概也會引發思鄉之情吧!看起來完全沒有要襲擊身旁女性的樣子,這樣我就放心了。不過這麼「和樂融融」的美術館,就我所知是不存在於世界上啦。

小頭短脖子,體型大也很可愛

最近遛狗時也會一起遛羅氏杯喙龍 (Cotylorhynchus romeri)。這種體長超過 3.5m 的龐然大物,走起路來慢吞吞的,所以不需要牽繩。小狗似乎也習以為常,能在絲毫不驚嚇的狀況下一起散步。這樣看起來,杯喙龍好像滿好飼養的,本來以為這種大小要養在室內很麻煩呢!

杯喙龍是有著像酒桶般身軀的單孔類,最主要的特徵,就是一顆跟身材不成比例的小頭,而且是植食性動物。飼養杯喙龍要注意的是,正如你所見,因為頭太小,脖子一定不長,嘴巴沒辦法接近地面。所以給水盆不要放在地上,而要架高放在杯喙龍嘴巴碰得到的地方。

依據「紀錄」,杯喙龍是二疊紀非常具代表性的動物之一。當時單孔類最大等級有巨大異齒龍,或是亞歷山大伊氏獸,兩者幾乎是同樣尺寸。

根據 2016 年發表的研究,杯喙龍所屬的卡色龍類,可能為水棲。的確,如果是水棲,就可以解決「嘴巴無法靠近地面」的問題。短短的四肢,比起在陸地上行走,應該更適合在水中滑動。


這本圖鑑和你想的不一樣!

這些尺寸各異的生命型態,光用看的就讓人興奮雀躍。尤其是現今已經不存在的古生物,更是有種說不出的浪漫。只要打開圖鑑,多姿多采的物種一定能刺激你的好奇心與求知欲。

在這麼多的圖鑑裡,最容易被忽略的就是「真實感」。

不論是在單張的圖片,或是還原各種年代各個場景下,通常都不容易判斷出古生物的實際體型究竟有多大。當然,圖鑑內都會標註「體長 1m」「全長 3m」之類的「數字」。但是光只有數字真的有點⋯⋯

於是本書《真實尺寸的古生物圖鑑》因而誕生了。將各個年代的古生物,配置於現代(生活周邊)的風景中,看了必定可以具體感受到「一般圖鑑」裡刊載的古生物,原來「竟然這麼大(或這麼小)!」的「真實感」。

原來古生物竟然這麼大(或這麼小)!圖/pexels

本書收錄的「古生代生物」,涵蓋自前寒武時期末期的「埃迪卡拉紀」,到古生代末期二疊紀的代表性古生物,並且將牠們放置於現代生活場域。包括史上最初的霸者奇蝦、古生代「幕後英雄」三葉蟲、最早期的陸生四足動物魚石螈、大型的巨脈蜻蜓、有巨大背帆的異齒龍等,一般圖鑑常看到的「名人們」,各位可從本書中真實感受到牠們的「實際大小」。

本書的審定群,是曾經協助《古生物黑皮書系列》的群馬縣立自然史博物館人員,作者由衷感謝。而書中最重要的插圖,則是由上村一樹先生繪製各種古生物,再由服部雅人先生將這些「名人」融入現代場景。美術設計由《古生物黑皮書系列》的 WSB inc. 橫山明彥先生負責,文稿編輯則由技術評論社的大倉誠二先生擔任。

對於本書,我個人最大的期望是,閱覽本書的各位都能在看到古生物融入現代生活時,為那種逼真和震撼而感到興奮,並且樂在其中。

趁此先說明一下,古生物的尺寸是藉由分析化石而來,會根據取材的資訊而有差異。

本書採用了「代表性的尺寸」。事實上生物本身就存在著「個體差異」,嚴格來說不能算是「尺寸」資料,充其量只能說是讓讀者簡單輕鬆的「感受」大小。其中有幾張「現代場景」圖,除了主要的古生物外,也讓其他頁面的古生物作為「比例尺」露面。

各位可以找找哪個古生物就藏在何處,並請一定要比對前後頁面,享受一下互相對照的樂趣。

此外,在現代環境的取景上,已經拿掉水棲、陸棲的各種制約。例如實際上為水棲的古生物,也會放在陸地的場景中,請務必注意!而有關正確的生態資訊,會以「○○○紀海洋」的形式(簡單版)呈現,並搭配有助於了解生態的插圖,請加以參考。

本文摘自《真實尺寸的古生物圖鑑˙古生代篇》,2019 年 6 月,如何出版

PanSci_96
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